Piepildījums ir viens no galvenajiem iestatījumiem 3D drukāšanas procesā, taču man radās jautājums, cik daudz piepildījuma patiesībā ir nepieciešams, veidojot izdruku. Esmu veicis nelielu pētījumu, lai noskaidrotu dažas labas procentuālās piepildījuma vērtības, kuras es izskaidrošu šajā rakstā.

Nepieciešamais pildījuma daudzums ir atkarīgs no tā, kādu objektu veidojat. Ja veidojat objektu, lai iegūtu izskatu, nevis izturību, pietiek ar 10-20% pildījuma. No otras puses, ja jums ir nepieciešama izturība, izturība un funkcionalitāte, 50-80% ir labs pildījuma daudzums.

Pārējā šī raksta daļā tiks sīkāk aprakstīts, kādi faktori ietekmē to, cik daudz pildījuma jums nepieciešams 3D izdrukām, kā arī tiks sniegti citi padomi, ko varat izmantot.

Kas ir Infill?

Kad drukājat 3D modeli, viena lieta, kurai nav nepieciešama precizitāte vai uzmanība, ir interjera drukāšana. Šī iemesla dēļ jums nav nepieciešams izveidot pilnībā viengabalainu modeļa interjeru. Tāpēc varat izmantot citu pieeju, lai efektīvāk un lietderīgāk izdrukātu interjeru.

Infill ir trīsdimensiju struktūra, kas tiek drukāta modeļa iekšpusē, lai turētu kopā jūsu modeļa sienas vai perimetru. Infill tiek izmantots, lai piešķirtu drukātajam modelim izturību, izmantojot nelielu materiāla daudzumu. Tas var būt atkārtojošs raksts, kas var atvieglot drukāšanu.

Viena no galvenajām pildījuma priekšrocībām ir tā, ka iekšpusi var drukāt ar dažādas pakāpes dobumu. Šo faktoru var izteikt ar citu terminu, ko sauc par pildījuma blīvumu.

Ja aizpildījuma blīvums ir 0 %, tas nozīmē, ka drukātais modelis ir pilnīgi tukšs, bet 100 % nozīmē, ka modelis ir pilnīgi ciets iekšpusē. Papildus konstrukcijas noturībai aizpildījums nosaka arī konstrukcijas izturību.

Tas, cik daudz pildījuma ir nepieciešams 3D drukātam modelim, ir atkarīgs tikai no drukas veida un funkcionalitātes. Mēs aplūkosim dažādus pildījumus un dažādus modeļus, ko izmanto dažādiem mērķiem.

Dažāds aizpildījuma blīvums dažādiem mērķiem

Lietošana kā modelis vai dekoratīvs gabals

Lai veidotu modeli reprezentācijai vai izstādei, nav nepieciešams, lai modelis būtu spēcīgs un izturētu lielu slodzi. Šī iemesla dēļ jums nav nepieciešams pārāk spēcīgs pildījums, lai noturētu konstrukciju kopā.

Šim nolūkam izmantotā pildījuma blīvums var būt aptuveni 10-20%. Tādā veidā jūs varat ietaupīt materiālu, kā arī veikt nepieciešamo mērķi, neradot jums problēmas.

Šajā scenārijā vislabāk izmantot līnijas vai zig-zag rakstus. Šie raksti notur struktūru kopā, nodrošinot šim nolūkam nepieciešamo izturību. Tā kā šie ir ļoti vienkārši raksti, tos var viegli izdrukāt, un tas samazina kopējo drukas laiku.

Daži cilvēki iesaka izmantot pat 5 % pildījumu lielākām izdrukām, bet pārliecinieties, ka izmantojat Lines pildījuma modeli. Varat pievienot vairāk perimetru vai palielināt sienas biezumu, lai modelim piešķirtu izturību.

Aplūkojiet zemāk redzamo Reddit lietotāja 3D izdruku.

7 stundas ar 5 % pildījumu no ender3

Standarta 3D modeļi

Tie ir drukātie modeļi, kurus izmanto pēc drukāšanas, kas nav izstāde. Šīm izdrukām ir nepieciešama lielāka izturība salīdzinājumā ar iepriekšējām, un tām jāspēj izturēt mērenu slodzi. Tas nozīmē, ka pildījuma blīvums jāpalielina līdz vērtībai aptuveni 15-50 %.

Šim nolūkam ir piemēroti tādi raksti kā trīsstūri, režģis vai trīsstūri. Šie raksti ir nedaudz sarežģītāki nekā līnijas un zig-zag. Tādējādi šo rakstu drukāšanai būtu nepieciešams vairāk laika. Faktiski šo rakstu drukāšanai būtu nepieciešams par 25 % vairāk laika salīdzinājumā ar iepriekšējiem rakstiem.

Varat sadalīt un izpētīt katra modeļa īpašību, jo arī tiem ir nelielas atšķirības savā starpā. Režģa struktūra ir visvienkāršākā un vājākā no visiem trim. Tā kā tas ir vienkāršs režģis, to var ātri izdrukāt, salīdzinot ar pārējiem modeļiem.

Trijstūra formas milzīgā priekšrocība ir tās spēja izturēt slodzi, kad tā tiek piestiprināta perpendikulāri sienām. Trīsstūra formu var izmantot modeļa zonās ar nelieliem taisnstūrveida elementiem, jo šī forma veido lielāku savienojumu ar sienām, salīdzinot ar režģi šādā stāvoklī.

Trīsstūrainais sešstūris ir spēcīgākais no visiem trim, un tajā ir gan trijstūru, gan sešstūru kombinācija. Sešstūra iekļaušana tīklā padara to daudz spēcīgāku. Par to liecina fakts, ka bišu stropu tīklā izmanto vienu un to pašu daudzstūri.

Vēl viena trīskāršā sešstūra sieta priekšrocība ir tā, ka sliktas dzesēšanas dēļ tas cieš mazāk strukturālu bojājumu salīdzinājumā ar citiem. Tas ir tāpēc, ka visas malas šajā rakstā ir īsas salīdzinājumā ar pārējām, kas atstāj nelielu garumu lieces un deformācijas procesam.

Funkcionālie 3D modeļi

Tie ir drukātie modeļi, kas izgatavoti ar noteiktu mērķi. Tos var izmantot kā atbalsta modeļus vai rezerves daļas.

Funkcionālie 3D modeļi ir pakļauti lielām spēka slodzēm, un tiem ir jābūt ar labu nestspēju. Tas nozīmē, ka tiem ir jābūt ar pildījumu, kas atbilst šīm prasībām. Šim nolūkam pildījuma blīvumam ir jābūt aptuveni 50-80 %.

Labākie pildījuma raksti, kas demonstrē šādu nestspēju, ir astoņstūra, kubisks, kubisks dalījums, žiroīds u. c. Astoņstūra raksts ir ar atkārtojošos tetraedrisko struktūru, kas sienām nodrošina vienādu stiprību lielākajā daļā virzienu.

Vislabākais modelis, kas spēj izturēt spriegumu no jebkura virziena, ir žiroīds. Tam ir trīsdimensiju viļņveida struktūra, kas ir simetriska visos virzienos. Tas ir iemesls, kāpēc šis modelis ir izturīgs visos virzienos.

Šī ir dabā sastopama struktūra, kas sastopama tauriņu spārnos un dažu šūnu membrānās.

Elastīgi modeļi

Lai iegūtu elastīgumu, ir jāņem vērā materiāls, no kura drukāts pildījums. Šajā gadījumā labākais risinājums būtu izmantot PLA.

Šim nolūkam izmantojamais aizpildījuma blīvums var būt no 0 līdz 100 % atkarībā no nepieciešamās elastības pakāpes. Šim nolūkam ir pieejami šādi dažādi modeļi: koncentriskais, krustveida, cross3D u. c.

Koncentriskais ir aizpildījuma raksts, kas būtu kā kontūras viļņveida raksts. Tas būtu koncentriskas kontūras kopijas, kas veido aizpildījumu. Vēl viens šim nolūkam paredzēts raksts ir krusts. Tas ir 2D režģis, kas ļauj telpai starp tām savilkties un izliekties.

Koncentriskie un 2D modeļi ir ļoti elastīgi, bet, ja vēlaties kaut ko, kas ir arī nedaudz stingrāks, tad labākais risinājums būs izmantot modeli, ko sauc par krustu 3D. Šim aizpildījumam ir slīpums caur z asi, bet 2D plaknes slānis paliek nemainīgs.

Infill priekšrocības

Palielina drukāšanas ātrumu

Tā kā pildījums ir atkārtojošs trīsdimensiju modelis, to ir viegli izdrukāt. 3D printeris drukā slāņos, un katrs slānis sastāv no 2 galvenajām daļām: pildījuma un kontūras. Kontūra ir slāņa perimetrs, kas kļūst par izdrukājamā modeļa ārējo apvalku vai sienām.

Drukājot slāni, kontūras drukāšanai ir nepieciešama liela precizitāte, jo tā nosaka objekta formu. Savukārt pildījumu, kas ir atkārtojošs raksts, var drukāt bez iepriekš izmantotā precizitātes līmeņa. Tas nozīmē, ka to var drukāt ātri, veicot kustības uz priekšu un atpakaļ.

Zems materiālu patēriņš

Modeļa drukāšanai izmantotais materiāls būs vislielākais, ja tas tiks drukāts kā tīra cietviela iekšpusē. To sauc par pildījumu ar 100% blīvumu. 3D modeļa drukāšanai izmantotā materiāla patēriņu varam samazināt, izmantojot piemērotu pildījumu. Mēs varam izvēlēties pildījuma blīvumu atbilstoši savām vajadzībām.

Dažādi modeļi, ko izvēlēties

Ir daudz rakstu, ko izvēlēties pildījumam, un tas dod mums iespēju izvēlēties atbilstoši mūsu vajadzībām. Dažādiem rakstiem piemīt dažādas īpašības, un mēs tos varam attiecīgi izmantot. Rakstu bieži vien izvēlas, ņemot vērā šādus faktorus.

• Modeļa forma - objektam varat izvēlēties jebkuru modeli. Optimālākais risinājums šajā gadījumā būtu izvēlēties tādu, kas nodrošina maksimālu stiprību ar vismazāko materiāla daudzumu konkrētajai modeļa formai. Ja veidojat apaļu vai cilindrisku risinājumu, labākais modelis, kas to satur kopā, būtu izvēlēties koncentrisku modeli, piemēram, arhi vai astoņstūru.
• Elastīgums - ja jums nav aiz spēka vai stingrības; tad jums ir jāizvēlas pildījuma raksts, kas nodrošina elastīgumu, piemēram, koncentriskie raksti, krustveida vai krustveida 3D. Ir raksti vispārējam elastīgumam un tādi, kas paredzēti elastīgumam kādā konkrētā dimensijā.
• Modeļa stiprība - modeļiem ir liela nozīme modeļa stiprības noteikšanā. Daži modeļi, piemēram, žiroīda, kubiska vai astoņstūra, ir diezgan spēcīgi. Šie modeļi var piešķirt modelim lielāku stiprību nekā citi modeļi ar tādu pašu aizpildījuma blīvumu.
• Materiālu izmantošana - neatkarīgi no aizpildījuma blīvuma, daži raksti ir veidoti tā, ka tie ir cieši sablīvēti, bet daži ir brīvi savienoti, nodrošinot daudz brīvas vietas.

Efektīva aizpildījumu izmantošana

Infill drukāšanas leņķis

Drukājot pildījumu, jāņem vērā dažādi aspekti. Viens no tiem ir leņķis, kādā tiek drukāts pildījums.

Ja pamanāt, lielākajā daļā izdruku izdrukas leņķis vienmēr ir 45 grādi. Tas ir tāpēc, ka 45 grādu leņķī gan X, gan Y motors darbojas ar vienādu ātrumu. Tas palielina aizpildīšanas pabeigšanas ātrumu.

Dažkārt jūs nonāksiet situācijā, kad, mainot aizpildījuma leņķi, dažas vājas daļas var būt stiprākas. Taču, mainot leņķi, ātrums samazināsies. Labākais risinājums, lai izvairītos no šīs problēmas, būs novietot modeli pareizā izlīdzinājumā ar aizpildījumu pašā griešanas programmā.

Aizpildījuma pārklāšanās

Stiprāku aizpildījuma sasaisti ar sienu var panākt, palielinot aizpildījuma pārklāšanās vērtību. Aizpildījuma pārklāšanās ir parametrs, kuru palielinot, palielinās aizpildījuma krustošanās ar kontūra iekšējo sienu.

Gradients un pakāpenisks aizpildījums

Ja vēlaties, lai jūsu aizpildījums būtu spēcīgāks virzienā uz 3D drukas sienām, tad labākais veids, kā to izdarīt, ir izmantot gradienta aizpildījumu. Gradienta aizpildījuma gadījumā aizpildījuma blīvums mainās XY plaknē. Aizpildījuma blīvums kļūst lielāks, tuvojoties modeļa kontūrai.

Tas ir viens no efektīvākajiem veidiem, kā modelim piešķirt lielāku izturību. Vienīgais šīs pieejas trūkums ir tas, ka tā prasa vairāk drukāšanas laika.

Pastāv līdzīgs drukas veids, ko sauc par pakāpenisku aizpildīšanu, kurā aizpildījuma blīvums mainās pa Z asi.

Aizpildījuma biezums

Lai iegūtu lielāku izturību un stingrību, izmantojiet biezu pildījumu. drukājot ļoti plānu pildījumu, konstrukcija būs pakļauta bojājumiem slodzes ietekmē.

Vairāki aizpildījumu blīvumi

Dažas jaunās 3D drukāšanas programmatūras ir aprīkotas ar jaudīgiem rīkiem, kas ļauj vienā modelī vairākas reizes mainīt aizpildījuma blīvumu.

Viena no šīs metodes galvenajām priekšrocībām ir gudra materiāla izmantošana vietās, kur modelī nepieciešams stiprinājums. Šajā gadījumā nav nepieciešams izmantot lielu aizpildījuma blīvumu visā modelī, lai stingri noturētu tikai vienu drukas daļu.